【正文】 53 電氣主接線設(shè)計(jì) 18 電氣主接線的基本要求 18 設(shè)計(jì)步驟 19 電氣主接線分析 19 對(duì)原始資料的分析 19 電氣主接線方案 204 變壓器的選擇 21 變壓器概述 21 主變壓器的選擇原則 21 廠用變壓器容量選擇的基本原則 22 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量 225 電氣設(shè)備的選擇 24 電氣設(shè)備選擇的一般原則及短路校驗(yàn) 24 電氣設(shè)備的整定計(jì)算 26 斷路器的選擇 26 隔離開關(guān)的選擇 27 母線的選擇 29 電纜的選擇 31 電壓互感器的選擇 31 電流互感器的選擇 32 避雷器的選擇 34 接地開關(guān)的選擇 356 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù) 37 發(fā)電機(jī)的保護(hù)原理及整定計(jì)算 37 主變壓器保護(hù)原理及整定計(jì)算 37結(jié)　論 43參 考 文 獻(xiàn) 44致　　謝 45內(nèi)蒙古科技大學(xué)煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）1 緒論 課題來(lái)源電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一，是一種將煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能這個(gè)二次能源的工業(yè)，其發(fā)展水平是反映國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志，和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系。電作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的一種能源，主要是可以方便、高效地轉(zhuǎn)換成其它能源形式。采用軟件繪制了大量電氣圖和查閱相關(guān)書籍，進(jìn)一步完善了設(shè)計(jì)。這一觀點(diǎn)得到國(guó)內(nèi)各發(fā)電公司以及電廠老總們的認(rèn)同。由此可見(jiàn)，我國(guó)人均用電水平遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家，與完成其工業(yè)化進(jìn)程國(guó)家的電力指標(biāo)相比，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于工業(yè)化進(jìn)程的中后期，我國(guó)用電遠(yuǎn)低于國(guó)際水平。灰、渣及脫硫石膏100％綜合利用和深加工，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)零排放。?d；無(wú)霜期一般97天，早霜一般出現(xiàn)在9月下旬，晚霜一般結(jié)束在5月中旬，最長(zhǎng)無(wú)霜期149天，最短無(wú)霜期95天；相對(duì)濕度西部不足50％，其他平均在52～56％之間；年平均八級(jí)以上大風(fēng)日數(shù)40天以上，～∕s，最大風(fēng)速28 m∕s，沙塵暴日數(shù)20天左右，揚(yáng)沙日數(shù)約40天，風(fēng)向多西北風(fēng)和偏西風(fēng)。磨碎的煤粉由熱空氣攜帶經(jīng)排粉風(fēng)機(jī)送入鍋爐的爐膛內(nèi)燃燒。在省煤器內(nèi)，水受到熱煙氣的加熱，然后進(jìn)入鍋爐頂部的汽包內(nèi)。汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)連軸器聯(lián)在一起。乏汽在凝汽器內(nèi)被循環(huán)水泵送入凝汽器的冷卻水冷卻，重新凝結(jié)成水，此水成為凝結(jié)水。主機(jī)與輔機(jī)及其相連的管道、線路等稱為系統(tǒng)。 基本原理 汽水系統(tǒng)火力發(fā)電廠的汽水系統(tǒng)是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、高低壓加熱器、凝結(jié)水泵和給水泵等組成，其他包括汽水循環(huán)、化學(xué)水處理和冷卻系統(tǒng)等。在汽水系統(tǒng)中的蒸汽和凝結(jié)水，由于疏通管道很多并且還要經(jīng)過(guò)許多的閥門設(shè)備，這樣就難免產(chǎn)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都會(huì)或多或少地造成水的損失，因此我們必須不斷的向系統(tǒng)中補(bǔ)充經(jīng)過(guò)化學(xué)處理過(guò)的軟化水，這些補(bǔ)給水一般都補(bǔ)入除氧器中。采用自然循環(huán)、一次中間再熱、單爐膛、四角切圓燃燒燃燒方式、燃燒器擺動(dòng)調(diào)溫、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉布置燃煤，鍋爐鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量(BMCR)1250t/h，額定蒸發(fā)量(BBRL) t/h，鍋爐運(yùn)行方式：帶基本負(fù)荷，并具有變負(fù)荷調(diào)峰能力。低壓缸四周有框架式撐腳，增加低壓缸剛性，撐腳座落在基架上承擔(dān)全部低壓缸重量，并使得低壓缸的重量均勻地分布在基礎(chǔ)上。調(diào)峰運(yùn)行時(shí)宜采用定－滑－定壓運(yùn)行，滑壓運(yùn)行的范圍是30%～90%。定子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，同時(shí)也嵌放定子繞組；定子繞組是定子的電路部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要部件。39。所謂對(duì)稱三相繞組，就是每相繞組匝數(shù)相等，三相繞組的軸線在空間互差120176。因此，三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間上也互差120176。即定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)以相同的方向、相同的速度轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，故稱為同步發(fā)電機(jī)。然后，維持轉(zhuǎn)速不變 ，增加勵(lì)磁，讀取勵(lì)磁電流及相應(yīng)的定子電流值，直到定子電流I達(dá)到額定電流值時(shí)為止。3. 負(fù)載特性負(fù)載特性是當(dāng)轉(zhuǎn)速、定子電流為額定值，功率因數(shù)等于常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓與勵(lì)磁電流之間的曲線，即 U =f(IL) 。如操作不正常或發(fā)生誤操作 , 將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)帶來(lái)極其嚴(yán)重的后果 , 可能發(fā)生巨大的沖擊電流 , 甚至比機(jī)端短路電流還大得多 , 會(huì)引起系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降 , 使電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩甚至瓦解。 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁體統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分組成。表示一次設(shè)備電氣連接關(guān)系的高壓電氣回路稱為一次回路,在火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)中，一次回路的設(shè)計(jì)是主體，它是保證供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性和電能質(zhì)量的關(guān)鍵，并直接影響著電氣部分的投資。3 電氣主接線設(shè)計(jì)發(fā)電廠和變電所的電氣主接線，是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成接受和分配電能的電路，也稱為一次接線。 設(shè)計(jì)步驟電氣主接線的一般設(shè)計(jì)步驟如下:(1)對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)資料進(jìn)行綜合分析；(2)選擇發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)和容量，擬定可能采用的主接線形式；(3)確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量；(4)廠用電源的引接；(5)論證是否需要限制短路電流，并采取什么措施；(6)對(duì)選出來(lái)的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。因此，本電廠在系統(tǒng)中有重要作用。經(jīng)濟(jì)性1）設(shè)備相對(duì)少，投資小。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的二次側(cè)因而向負(fù)載輸出電能 , 而且由于一次、二次繞組匣數(shù)不同 , 使電能在通過(guò)變壓器傳輸?shù)耐瑫r(shí) , 電壓等級(jí)發(fā)生了改變。（2）變壓器的容量必須滿足廠用機(jī)械從電源獲得足夠的功率。（2）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。（2）對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算，短路點(diǎn)應(yīng)選擇在正常接線方式短路電流最大的點(diǎn)。如果滿足這一條件，則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。國(guó)內(nèi) 300 MW 發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)變壓器組出口斷路器和相應(yīng) 220kV 升壓站出線斷路器 , 基本上都采用六氟化硫斷路器。這種帶接地刀閘的隔離開關(guān)的工作方式為：正常運(yùn)行時(shí)，主刀閘閉合，接地刀閘斷開；檢修時(shí)，主刀閘斷開，接地刀閘閉合。 ④有消弧線圈時(shí) , 只有在無(wú) 接地故障時(shí)拉、合變壓器中性點(diǎn)隔離開關(guān) 。 發(fā)生帶負(fù)荷合隔離開關(guān)時(shí) , 不允許再拉開 , 以防事故擴(kuò)大 ( 因帶負(fù)荷拉隔離開關(guān) , 將造成三 相弧光短路 )。目前母線材料廣泛采用鋁材，因?yàn)殇X電阻率較低，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，質(zhì)量輕，價(jià)格較低，我國(guó)的鋁儲(chǔ)量豐富。220KV母線的選擇選用管形截面母線1）按長(zhǎng)期允許電流選擇母線截面。1. 220KV母線側(cè)擬選型號(hào)為JCC5220系列電壓互感器,具體參數(shù)如表75所示。若只有兩組，那么測(cè)量和計(jì)量可以串聯(lián)。 避雷器的選擇避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。該產(chǎn)品一般由接地刀閘、靜觸頭、支柱絕緣子、和底座組成，單相或三相連動(dòng)進(jìn)行操作。 6 發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù) 發(fā)電機(jī)的保護(hù)原理及整定計(jì)算 發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)和本火電廠供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起著決定性的作用。油箱外的故障：主要是套管和引出線上發(fā)生相間短路、接地短路等。宜用于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過(guò)電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。瓦斯保護(hù)的整定一般瓦斯氣體容積整定范圍為250300cm3，變壓器容量在10000KVA以上時(shí)，一般正常整定值為250cm3，氣體容積整定值是利用調(diào)節(jié)重錘的位置來(lái)改變的。1） 復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。零序過(guò)電流保護(hù)：外部接地短路時(shí)的保護(hù)，110KV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，如果變壓器中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行，對(duì)于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)，作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù)，并作為其他元件的后備保護(hù)。由于漏油等原因而引起的油面降低。根據(jù)有關(guān)規(guī)程，應(yīng)對(duì)下列故障及異常運(yùn)行方式設(shè)置繼電保護(hù)裝置：1 定子繞組相間短路；2 定子繞組匝間短路；3 定子繞組接地短路；4 外部短路引起的過(guò)電流；5 對(duì)稱過(guò)負(fù)荷；6 勵(lì)磁回路一點(diǎn)或兩點(diǎn)接地故障。對(duì)220KV的線路采用JW2220（W）系列的接地開關(guān)；對(duì)110KV的線路采用JW2110（W）系列的接地開關(guān)。（1）配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器時(shí)除外；（2）旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定；（3）220KV以下變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值，應(yīng)在變壓器附設(shè)一組避雷器；（4）三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器；（5）自耦變壓器必須在其兩個(gè)自耦合的繞組出線上裝設(shè)避雷器，并應(yīng)接壓器與斷路器之間；（6）下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：、直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)；直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)；不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。差動(dòng)是專門保護(hù)變壓器的。鐵心采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片加工而成，疊成口字形，鐵心上柱套有平衡繞組、一次繞組，下柱套有平衡繞組、一次繞組、測(cè)量繞組、保護(hù)繞組及剩余電壓繞組，器身經(jīng)真空處理后由低介質(zhì)損耗絕緣材料固定在用鋼板焊成的基座上，裝在充滿變壓器油的瓷箱內(nèi)。電纜的各相導(dǎo)體之間及導(dǎo)體對(duì)地之間均有絕緣層可靠絕緣，外面依次有密封護(hù)套、外護(hù)層，將全部絕緣導(dǎo)體一并加以保護(hù)和封閉。硬母線的截面形狀一般有矩形、槽形和管形。額定工作電壓（KV）額定電流（A）3s 熱穩(wěn)定電流（KA）額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值（KA）額定頻率（HZ）22025003012550GW46—220系列隔離開關(guān)是三相交流50HZ高壓開關(guān)設(shè)備，供在有電壓五負(fù)載的情況下，斷開或閉合線路之用。 ⑥用三相聯(lián)動(dòng)隔離開關(guān)拉、合空載電流 不超過(guò) 2A 的空載變壓器和電容電流不超過(guò) 5A 的空載線路 。另外 , 隔離開關(guān)還可在電流很小或容量很低的情況下完成一定的操作。SF6斷路器的特點(diǎn)是：（1）滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大，時(shí)間短；（2）開斷電容電流或電感電流時(shí)，無(wú)重燃，過(guò)電壓低；（3）電氣壽命長(zhǎng)，檢修周期長(zhǎng)，適于頻繁操作；（4）操作率小，機(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。短路計(jì)算時(shí)間：校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和斷路器全開斷時(shí)間toc之和，即式中 ， —— 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，；； —— 斷路器全開斷時(shí)間（包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間），如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器，取toc=,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器，取toc=。驗(yàn)算裸導(dǎo)體短路熱效應(yīng)應(yīng)計(jì)算時(shí)間，應(yīng)采用主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間，繼電器的短路熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間，宜采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。（4）選擇的導(dǎo)體品種不應(yīng)太多。 確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量 （1）臺(tái)數(shù)：根據(jù)原始資料，該廠除了本廠的廠用電外，其余向系統(tǒng)輸送功率，所以不設(shè)發(fā)電機(jī)母線，發(fā)電機(jī)與變壓器采用單元接線，保證了發(fā)電機(jī)電壓出線的供電可靠，300MW發(fā)電機(jī)組的主變壓器選用兩繞組變壓器2臺(tái)。 按一、二次電壓等級(jí)的高低可分為升壓變壓器和降壓變壓器 , 發(fā)電廠中主變 壓器為升壓變壓器 , 其他大多為降壓變壓器 。在發(fā)電廠中 , 變壓器是最重要的電氣設(shè)備之一。 電氣主接線方案 300MW發(fā)電機(jī)G1，G2采用單元接線通過(guò)雙繞組的變壓器與330KV母線相連，220KV電壓級(jí)出線為6回，因此其供電要充分考慮其可靠性，所以我們采用雙母線接線。缺點(diǎn)：增加了一臺(tái)旁路斷路器的投資。電氣主接線是保證出力、連續(xù)供電和電能質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)的配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，它必須滿足工作可靠、調(diào)度靈活、運(yùn)行檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展的可能性等基本要求。當(dāng)火力發(fā)電廠接入電網(wǎng)時(shí)，它對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性也將發(fā)生直接影響。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間無(wú)功功率的分配。在實(shí)際操作過(guò)程中應(yīng)符合下列規(guī)定 : 1）發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓差不大于 10% 額定電壓。當(dāng)cos φ值不同時(shí)，我們即可得到不同負(fù)荷種類的特性曲線。在做短路特性試驗(yàn)時(shí)，要先將發(fā)電機(jī)三相繞組的出線端短路。1. 空載特性同步發(fā)電機(jī)的空載特性，是指發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速nN，定子繞組開路 (I=0) 時(shí)空載電動(dòng)勢(shì)E與勵(lì)磁電流 IL 的關(guān)系曲線，如圖 312 所示。) （311） ec=Emsin(ωt240176。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直接與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子連接，當(dāng)蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，在同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上裝有勵(lì)磁繞組，當(dāng)直流電通過(guò)勵(lì)磁繞組時(shí)會(huì)產(chǎn)生主磁場(chǎng)，它隨著汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其磁通如圖中虛線所示。39。轉(zhuǎn)子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，又是固定勵(lì)磁繞組的部件，大型汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子一般 采用導(dǎo)磁性能好、機(jī)械強(qiáng)度高的合金鍛成，并和軸鍛成一個(gè)整體。給水泵配置型式為250%B－MCR汽動(dòng)給水泵+1臺(tái)30%B－MCR電動(dòng)調(diào)速給水泵。高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子均通過(guò)剛性聯(lián)軸器連接，形成一個(gè)軸系。由高壓外缸、中壓外缸、高壓內(nèi)缸、中壓內(nèi)缸組成，降低了每層缸壁所承受的壓差和溫差以及法蘭和每層缸的厚度，減小了機(jī)組在啟停和運(yùn)行過(guò)程中的熱應(yīng)力。是由皮帶輸送機(jī)從煤場(chǎng),通過(guò)電磁鐵、碎煤機(jī)然后送到煤倉(cāng)間的煤斗內(nèi),再經(jīng)過(guò)給煤機(jī)進(jìn)入磨煤機(jī)進(jìn)行磨粉，磨好的煤粉通過(guò)空氣預(yù)熱器來(lái)的熱風(fēng)，將煤粉打至粗細(xì)分離器，粗細(xì)分離器將合格的煤粉（不合格的煤粉送回磨煤機(jī)），經(jīng)過(guò)排粉機(jī)送至粉倉(cāng)，給粉機(jī)將煤粉打入噴燃器送到鍋爐進(jìn)行燃燒。由于蒸汽不斷膨脹，高速流動(dòng)的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。除了上述的主要系統(tǒng)外，火電廠還有其它一些輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，如燃煤的輸送系統(tǒng)、水的化學(xué)處理系統(tǒng)、灰漿的排放系